Deux langages chimiques sont à la base de la communication moléculaire. La molécule blanche, représentée par une serrure, peut être activée par un activateur (élément cyan du haut) qui change sa structure ou par un activateur (élément cyan du bas) qui fournit une pièce manquante à la serrure. Tous deux permettent à une clé moléculaire (rose) de lancer la communication. Image : Caitlin Monney/Monney Medical Media
Les molécules présentes dans les cellules d’organismes vivants interagissent entre elles. Des chercheurs en bio-nanotechnologie ont percé les mystères de leurs échanges.
Comment une levure, organisme unicellulaire dépourvu de cerveau, sait-elle qu’il est temps de se multiplier ? Comment les millions de macromolécules qui constituent les organismes vivants se coordonnent-elles pour tendre vers un même objectif, tel que se développer et se reproduire ?
Alexis Vallée-Bélisle, professeur au Département de chimie de l’Université de Montréal, tente de répondre à ces questions en décryptant les mécanismes moléculaires qui orchestrent les activités biologiques essentielles. Avec un de ses étudiants, Dominic Lauzon, il a fabriqué des systèmes artificiels qui s’activent à la demande, en s’inspirant des engrenages qui régissent le ballet du vivant.
« Une seule interaction, comme l’arrivée d’une substance, peut tout reprogrammer dans la levure, dont la mission devient, par exemple, de se reproduire », explique Alexis Vallée-Belisle. Le stimulus déclenche une cascade de réactions en chaîne entre des milliers de molécules, considérées comme des « nanomachines » dans le domaine. Et elles utilisent entre elles un subtil système de communication.
En temps normal, de nombreuses molécules dans les systèmes biologiques sont « verrouillées » en l’attente d’une clé et d’un signal de stimulation (activateur). Deux mécanismes peuvent les déverrouiller.
